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交流电能表装置检定规程现状及其主要问题
2020-05-06 15:22:11   来源:2138com太阳集团


摘要: 文章简要叙述了电能表检验装置标准和检定规程的现状,并提出在规程修订时应考虑的主要技术问 题以及处理方法,对其中较为典型的实际问题进行了探讨并提出了建议。

1 交流电能表装置标准和检定规程现状

国际方面:国际电工委员会在 1982 年颁布了《Testing equipment for electrical energy meters》IEC 736—1982 的标准, 其中技术要求涉及到对装置检定电能表的内容较为简单, 装置的准确度等级仅涉及 0.05、 0.1、0.2 级,自 1992 后,此标准一直没有修订。自 20 世纪 90 年代初,欧洲及一些其他国家的电力市场改 革相应开始,随之也配套颁布了相应的技术标准,比如英国的《Code of practice 5》 、美国的《CODE FOR ELECTRICITY METERING》和新西兰的《Requirements for approved test house》技术要求等,但在内容上 均仅是对检验和校准电能表用的标准电能表和主要辅助设备提出了技术要求。

国内方面:DL460 规程自 1992 年实施以来,在电能表检验装置的验收和周期检定工作中,起到了其应 有的作用。但是,随着电力体制改革的不断深入,电力投资、经营和管理的主体都发生了较大变化,同时 也对电能计量仪表的准确度以及电能表检验装置提出了越来越高的技术要求。特别是在城网、农网改造中, 电能表检验装置的数量大大增加,其结构、原理以及功能和规范均与 20 世纪 90 年代初期的产品有很大的 差异;国家标准 GB 11150—2001《电能表检验装置》也于 2002 年 3 月 1 日修订后颁布实施,其内容也与 原来内容有较大变动,主要参照了 GB/T 17215—1998《1 级和 2 级静止式交流有功电能表》和 GB/T 17883—1999《0.2S 和 0.5S 级静止式交流有功电能表》标准,增加了电磁兼容和谐波影响等试验内容,并 根据实际使用情况,补充了环境和工作条件对装置的影响。国家计量检定规程 JJG 597—1989《交流电能表 检定装置检定规程》 ,也是在 1989 年颁布实施,其技术要求主要是针对电工式电能表装置。所以不论是国 家计量检定规程 JJG 597—1989《交流电能表检定装置》还是电力规程 DL460,在技术要求和检验方法上都 不能适应目前电子式电能表装置检验的工作需要,为保证电能计量的准确、可靠和量值的统一,确保企业 和消费者的利益,国内的计量检定规程和电力规程均进行了修订,目前正在报批过程中。以下主要叙述电 力规程修订过程中考虑的技术问题。

2 规程修订中的主要技术问题

(1) 根据电网经营交易量的增加和量值传递的需要,将规程的适用范围扩展到 0.01 级及以下准确度等 级,对 0.01 级和 0.02 级装置的技术要求,主要是参照目前国内外装置制造厂提供或已生产的装置的技术指 标而提出的,主要目的是为用户在验收和订货时有一个参考依据。规程规定的参比条件是最基本的,如果 有更高的要求, 可在订货技术条件中提出; 0.01、 对 0.02、 0.03 级装置的误差要求, 主要参照 JJG 596—1999 《电子式电能表》规程和 DL/T 585—1995《电子式标准电能表技术条件》行业标准,由于国家标准 GB/T 11150—2001《电能表检验装置》中未对装置的不平衡负载的误差提出要求,为方便实际工作,特别将不平 衡负载时的误差要求根据功率因数的不同,分别提出要求。

(2) 根据要求,将标准偏差估计值改为实验标准差,并按新装置和使用中的进行分别要求,这主要是 因为装置中电压回路继电器接触电阻变化引起电压降的变化,从而引起误差变化,因此应将使用中的指标 放宽。

(3) 对装置的无功测量准确度,规程只规定 0.3 级,通过余弦原理得到的无功基准,足够开展对目前大 量使用的 2 级和 3 级无功电能表的检验。由于到目前为止,我国还没有开展无功标准的量值传递和校准工 作,所以对计算得到正弦原理的更高等级的无功标准的验收和要求,可在订货技术条件中提出,并在实际 工作中给予验证后使用。

(4) 对装置中配套的标准电能表的准确度等级,要求没有提高,但是根据国家电网公司《标准电能表 检定的补充规定》 ,对标准表本身的稳定性提出较高的要求。规定装置中配套使用的 0.05 级及以上等级的 标准电能表的误差在检定周期的相对变化量应不大于其等级指数的 2/3;0.1 级及以下等级的标准电能表的 误差在检定周期的相对变化量应不大于其等级指数的 1/2。 这是基于国家电网公司对各省标准电能表的稳定性统计结果后提出的要求。

(5) 对装置中配套的隔离电压互感器准确度要求与相应等级的装置配备的标准电压互感器要求相同。 对已使用的装置,若达不到标准要求的,应限定范围使用,例如对标准表的接入位置以及被检表的性质等 要做出规定。

(6) 对多绕组电压互感器的结构有二种,第一种是不管试验多少只电能表,第一个绕组必须接入被检 表,即标准表端必须接入被检表,各绕组的负载也要求尽量一致,对于此类装置,根据检定结果,必须限定 使用条件,才准许使用;第二种装置,标准表的绕组是单独的,其余 24 或更多表位的负载可以在 4~8VA 变化,对此类装置,经检定后,可根据被检表的具体情况使用。

(7) 由于电子式电能表的大量应用,针对此类电能表的不脱钩校验,校验装置上相应地增加了标准隔 离电压互感器。但标准隔离电压互感器在使用中也存在以下问题:现行的互感器的检定规程规定,只对互 感器的 1.0、0.8 L 功率因数点进行检定,且对互感器的带负载能力没有明确的规定,检定时也大部分是带 纯阻性负载。而在实际工作中,电压隔离互感器所带负载种类差别很大,有容性负载、感性负载、开关型 负载、整流型负载等,且视在功率各不相同,这就造成了电压隔离互感器检定时的试验点和实际工作时的 状况有很大的差别,所以,规程提出按实际使用的负载类型,进行装置的误差检验。

(8) 对于实际工作中需要进行电能表影响量试验的装置,应在检定时对规定的影响量进行测试,应特 别注意谐波影响量试验条件和装置外接负载的大小和负载性质,对检定上述项目的装置检验标准器,应经 过测试或校准。


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(9) 对于装置的稳定性误差,主要是参照 IEC433—1974《测量用稳定电源装置》和 JJG 596—1999《电 子式电能表》的要求提出的,根据目前各单位的具体使用情况,装置一般工作时间约为 8~9h,故需要测 试此期间的装置稳定性。另外,根据国家电力公司发输电计(2002)18 号文件的规定以及新版标准考核规 范的规定,提出装置周期稳定性要求。

(10) 根据实际使用情况,本次修订对电子式装置增加了输出值的设定准确度要求,规定制造厂应规定 输出电压、电流、频率、相位幅值设定准确度和输出负载调整率: ①装置电压输出端在最大输出和空载时, 其幅值调整率应不大于 0.1%;②装置电流输出端在最大输出和短接时,其幅值调整率应不大于 0.1%。

(11) 对监视仪表(设备)的要求。允许虚拟仪表或多功能表监视,但是指标应满足:装置应配置监视 输出量电压、电流、功率、相位、频率及相序等必要的监视仪表(设备) ,其测量误差或功能应满足参比条 件规定的允许误差内调整所需的电参量。如果装置所配置的标准表为多功能表,具有所需监视量的测量功 能,可不配备相应的监视仪表(设备) ,但是在检验电能表时,装置应提供上述输出量的监视。监视启动电 流的测量误差应不大于 5%,启动功率的测量误差应不大于 10%。

(12) 对装置的功能提出:应具有启动电流测量功能、潜动试验功能、三相电能表平衡负载和不平衡负 载试验以及校核电能表常数的功能。装置在潜动试验功能时,其电流回路应开路,这些功能是装置必须具 有的基本功能;装置的其他检测功能,如最大需量检测等应满足相应电能表检定规程的规定。

(13) 首次对装置的热稳定性提出要求,对 0.1 级及以下准确度等级的装置达到热稳定状态的时间应不 超过 30min,主要考虑此类装置量大面广,预热时间不宜过长,而对 0.1 级以上准确度等级的装置,其热稳 定时间由用户和制造厂协商确定。

(14) 对装置的软件要求。 装置提供的各路误差监视应与计算机显示的同步。 自动检验装置的控制程序, 在进行被检表误差检定过程中,负载点切换过程的稳定时间应小于 10s。 检定原始数据的处理应正确无误。当有外部设备通过适当的接口与装置相连接时,装置的计量性能不 应受到不利的影响。

3 在装置实际检验中要考虑的几个问题

3.1 关于装置的输出端实际负载

目前市场的电能表种类很多,但大致有以下几种类型:机械电能表,其电压回路呈感性负载特性,回路功率因数 cos=0.2L 左右,功率损耗在 5~10VA 之间;其电流回路呈弱感性特征(cos>0.98L) 。在接 入挂表架后,由于引线接触电阻的影响量变大,整个回路的特性进一步呈阻性负载特性。电子表电流回路 多呈纯阻性负载特征, cos=0.98L 左右。 电子表电压回路负载特性有容性负载特性和整流型负载特性 2 种。

对上述负载,在装置检验时,应根据实际需要,在装置的输出端连接实际负载,测量装置输出端的电 压、电流的失真度以及装置对不同负载的适应性,并测量实际误差。

3.2 装置输出满负载下相位的偏移

由于电能表负载种类很多,特别是在视在功率比较大的情况下,当装置输出端满负载后,由于不同负 载对测试电源输出的电压和电流影响不同,尤其在测试源过载失真或轻微自激时,对相位的影响可能超出 规程规定值。此时用户校验电能表时的结果将偏离实际值,所以在对装置进行检验时,应尽量将装置的输 出端施加满负载进行模拟测试,检验此时装置的真实误差是否能够符合规程要求。

3.3 宽量程标准表的问题

由于电子技术的飞速发展, 单一的宽量程标准表的制造技术已逐渐成熟, 则装置中不需要配置标准 TV、 TA 来实现对电压和电流量程的扩展,就可以完成对不同量程被检表的检定。需要引起注意的是,此标准电 能表的检定负载点应满足实际不同量程被检电能表的需要,另外,在装置的误差测量时,应尽可能将此装 置在实际使用时的检验点的测量误差给予检测。


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